در ایران و جهان در زمینه مطالعات رسوب و مدلسازی انتقال رسوب و جریان ارائه میگردد.
۱- Vargasو همکاران، ۲۰۰۱ ، به بررسی راه علاجبخشی برای جلوگیری از صدمات بیشتر به سازههای ساحلی واقع در ساحل بوتافوگو برزیل با روش مدل امواج بوسینسگ از بسته نرمافزار مایک ۲۱ پرداختند، بطوریکه آنها موجشکنی به طول ۶۰۰ متر را برای محافظت ساحل ارائه کردند[۶].
۲- J?rgensenو همکاران، ۲۰۰۱ ، انتقال رسوب در بندر هانسولم در کشور دانمارک را پس از ساخت بندر ارزیابی کردند، که پس از مدلسازی با نرمافزار مایک ۲۱ شاهد رسوبگذاری در دهانه ورودی بندر بعلت جهت وزش باد غالب بودند، که برای مرتفع کردن این مشکل از یک موجشکن استفاده کردند[۷].
۳- Ciprianiو همکاران، ۲۰۰۳ ، به بررسی تغییرات ساحل درسواحل فرینز در کشور ایتالیا پرداختند. بطوریکه ساخت بندر در ساحل باعث بوجود آمدن فرسایش در ساحل شد و امکانات تفریحی ساحل را تحت تأثیر قرار داد. آنها برای جلوگیری از فرسایش در ساحل و بازگرداندن گردشگر به ساحل به ازای هر کیلومتر از ساحل۴/۱ کیلومتر سازه ساحلی سخت همچون موجشکن ودیوارساحلی پیشنهاد کردند و برای از بین بردن فرسایش منطقه از انتقال ۴۱۲۵ مترمربع ماسه از بالادست موجشکن مستغرق استفاده کردند[۸].
۴- Camenen و همکاران، ۲۰۰۴ ، فرمولهای محاسبه نرخ انتقال رسوب را برای محیطهای ساحلی مقایسه کردند. روابط زیادی برای محاسبه نرخ انتقال رسوب ساحلی وجود دارد. هدف از این تحقیق بررسی محدوده پنج رابطهی Bijker, Bailard, Van Rijn, Watanabe, Ribberink است. در این تحقیق میزان حساسیت این روابط به سرعت موج، پریود موج، عدم تقارن موج، اندازه دانه ذرات، جریان پایدار بررسی شده است و برای دادههای در محدوده سرعت بالا که خطاهای مشخصی رخ میدهد، بررسی شدهاند. اگر یک پارامتر اصلی در این روابط تغییر یابد، رفتار فرمولها دارای تغییرات متفاوتی است[۹و۱۰].
۵- Houser و همکاران، ۲۰۰۵ ، مباحث هیدرودینامیک و رسوب در داخل ناحیه شکست موج را بررسی کردند. در این تحقیق به طور سیستماتیک انتقال رسوب معلق و شرایط مورفودینامیک را مورد بررسی قرار دادند. به منظور شناسایی و بررسی محدودیت مکانیسم بازخورد که میتواند پاسخ غالب در ناحیه نزدیک ساحل باشد، محدودهای از ارتفاع موج شاخص(Hs) و ارتفاع موج رسیده به محل(Hs/h-1 که h عمق آب است) در نظر گرفته شده است. براساس دادههای جمعآوری شده، حسگرهای غلظت رسوب و سرعت نشان میدهند که مقدار و جهت انتقال رسوبات معلق با میزان استهلاک انرژی موج در محل تغییر میکند و تغییرات انتقال رسوب در راستای عمود بر ساحل به شیب بستر وابسته است[۱۱].
۶- اسماعیلی و همکاران، ۱۳۸۵ ، به کمک نرمافزار MIKE21 ، جریانهای ناشی از موج در منطقه کیاشهر را مورد ارزیابی قرار دادند. مدول استفاده شده در این مطالعه مدول هیدرودینامیکی MIKE21 HD میباشد که حرکات آب در مناطق ساحلی را محاسبه میکند. برای این منظور تغییرات تراز آب و جریانات به کمک مدول هیدرودینامیکی شبیهسازی شدهاست. شبیهسازیها برای حالات قبل و بعد از احداث جتیها در دهانه مرداب کیاشهر انجام میشود. نتایج نشان میدهد که جریانات ناشی از امواج شرقی و شمالشرقی تأثیر بیشتری بر ورودی دهانه مرداب میگذارند[۱۲].
۷- کاظمی و همکاران، ۱۳۸۹، به بررسی موج و جریانهای ناشی از آن در محدوده بندر امیرآباد با استفاده از مدولهای HD و SW نرمافزار MIKE 21 پرداختهاند و نتایج مدل عددی با مشاهدات منطقهای را مقایسه کردهاند. در این تحقیق آمده است که اگرچه امواج غالب در منطقه امیرآباد در پیشبینیهای بلندمدت درجهت شمالغربی میباشد، با این حال در ماه اکتبر سال ۲۰۰۱ جهت غالب درجهت شمال بوده که جهت جریانهای ایجاد شده نیز از همین امر تأثیر میگیرد. به نظر میرسد با توجه به مقادیر جریانها و امواج در منطقه ساحلی و تغییرات آنها، نوار شکست ناحیه زوال موج در محدوده عمق ۶ متری باشد [۱۳].
۸- کرمی خانیکی و همکاران، ۱۳۹۱، به بررسی تأثیر امواج و جریانها بر ایجاد و توسعه تلماسهها در بستر کانالهای ناوبری توسط نرمافزار مایک ۲۱ برای دو حالت وضعیت قبل و بعد از لایروبی کانال ناوبری بندر سجافی در رودخانه زهره پرداختهاند. رسوبگذاری و فرسایش در طول کانال بصورت گودالها و تپههای رسوبی زوجی صورت میگیرد که اصطلاحاً به آنها تلماسه (ریپل ) یا موجک رسوبی میگوییم. در بعضی نقاط داخل کانال حفرههایی تا عمق حدود ۵۰ سانتیمتر ایجاد میشود و در فاصله حدود ۱۰۰ متری آن تپههایی تا ارتفاع ۴۰ تا ۷۰ سانتیمتری شکل میگیرد. این گودالها و تپهها به صورت زوجی هستند و در پاییندست هر گودال یک تپه رسوبی شکل میگیرد و فاصله متوسط آنها از یکدیگر در حدود طول موج امواج دریاست که به منطقه طرح میرسند. بررسی نشان میدهد که فاصله و ابعاد ریپلها به طول موج، سرعت جریان و زبری بستر بستگی دارد[۱۴].
۹- ملک و همکاران، ۱۳۹۱، تغییرات خط ساحل منطقه امیرآباد در مقاطع سالهای ۱۳۴۵ ، ۱۳۸۳ و ۱۳۹۱ را با عکسهای ماهوارهای مورد بررسی قرار دادند. منطقه مورد مطالعه در سواحل جنوبی دریای خزر و در محدوده بندر امیرآباد در شمال شهرستان نکا در استان مازندران و در برگیرنده ۱۱کیلومتر عرصه ساحلی میباشد.
شکل (۲-۶) موقعیت بندر امیرآباد در سواحل جنوب شرقی دریای خزر
نتایج حاصل از ارزیابی در دو دوره زمانی نشاندهنده اینست که از سمت غرب تا فاصله ۱۶۰۰ متری بندر، رسوبگذاری ناشی از بازوی غربی اسکله مشاهده میشود، بطوریکه در منتهیالیه حاشیه غربی بازوی اسکله، این میزان رسوبگذاری به بیش از ۳۱۰ متر میرسد. در قسمت شرقی بندر و در حاشیه شرقی بازوی اسکله، میزان رسوبگذاری به ۱۴۰ متر میرسد که به تدریج از میزان آن کم شده و در فاصله ۸۰۰ متری از شرق بندر فرسایش به میزان ۲۱۰ متر دیده میشود [۱۵].
نتیجهگیری:
در کارهای انجام شده توسط محققین خارجی که مدلسازی موج، جریان و رسوب را انجام دادهاند، برای مرتفع کردن مشکل رسوبگذاری در حوالی بندر از موجشکن استفادهکردهاند که این موجشکنها از مکان بندر فاصله دارند، اما در این تحقیق با توجه به اینکه جهت جریان غالب از غرب به شرق میباشداز یک دستک رسوبگیر در ادامه بازوی غربی بندر، استفاده شده، با این کارطول بازوی غربی بندر بیشتر شده و زمان پرشدن دهانه بندر به تعویق میافتدو مشکل رسوبگذاری در دهانه بندر مرتفع میگردد.
در کارهای انجام شده توسط محققین داخلی، در سالهای اخیر مدلسازی موج و جریان در بنادری مانند بندرانزلی، بندرکیاشهر و بندرنوشهر انجام شدهاست ولی تغییرات ساحل براساس مدل رسوب بررسی نشدهاست.
در خصوص بندر امیرآباد نیز میتوان گفت که، تغییرات خط ساحل بندر امیرآباد تنها با استفاده از تصاویر ماهوارهای مورد ارزیابی قرارگرفته است و همچنین مدلسازی عددی تنها برای موج و جریان صورت گرفتهاست و هیچگونه مدلسازی عددی برای انتقال رسوب با نرمافزار مایک صورت نگرفته است.
در این تحقیق علاوه بر مدلسازی موج وجریان( با مدلسازی موج وجریان میتوان به مقدار و جهت موج و جریان غالب در محدوده بندر پی برد)، انتقال رسوب نیز با نرمافزار مایک مدلسازی شدهاست، که بر این اساس می‌توان میزان نشست رسوب در طرفین موج‌شکن‌های بندر و همچنین مقدار انتقال رسوب در دهانه بندر را ارزیابی نمود، به عبارتی دیگر میتوان به تغییرات خط ساحل پی برد و عمر مفید بندر را تقریب زد. با وجود شرایط بحرانی که در انتهای مدلسازی‌ها منتج میگردد، یک دستک رسوب‌گیر برای تثبیت شرایط ساحلی و سایر مباحث کنترل رسوب پیشنهاد میگردد.
۳-
فصل سوم:
روش تحقیق
۳-۱- مقدمه
با توجه به اینکه احداث سازههای ساحلی همچون بندر باعث تغییرات در مورفولوژی ساحل در بالادست و پاییندست بندر میشود، بنابراین بررسی نتایج حاصل از احداث بندر بر روی وضعیت موجود، در مرحله نخست حائز اهمیت است. در این تحقیق به بررسی تغییرات خط ساحل در اثر ساخت بندر میپردازیم، بدین منظور مطالعهی موردی در محل بندر امیرآباد واقع در بهشهر استان مازندران مدنظر قرار گرفته است. این تحقیق به روش مدلسازی با استفاده از نرمافزار مایک ۲۱ انجام گرفته است.
درگذشته بر اساس روابط تجربی و آزمایشگاهی پتاسیل نرخ انتقال رسوب برآورد میگردید. در خصوص اثرات تغییرات حاصل شده توسط انسان در ساحل دریا، از جمله احداث اسکلهها و بنادر و دیگر سازهها لازم است، اندرکنش جریانهای ساحلی و سازههای ایجاد شده مشخص گردد، روشهای عددی به عنوان ابزاری کارآمد در تحلیل جریان تغییرات بهتر مورد استفاده قرار میگیرد.
در چند دهه اخیر با کمک مدلسازیهای ریاضی با دقت بالایی پتانسیل انتقال رسوب برآورد میگردد. یکی از مدلهای عددی بسیار کاربردی و مهم در عرصه مدلسازی موج، جریان و رسوب مدل عددی مایک ۲۱ میباشد. در این تحقیق با کمک این نرمافزار مدلسازی موج، جریان و انتقال رسوب منطقه امیرآباد مورد مطالعه قرار گرفته است که در ادامه به معرفی مدل و نحوه برپایی و اجرای مدلها پرداخته شدهاست.
۳-۲- معرفی نرم افزار
مدل عددی MIKE 21 یکی از شناختهترین مدلهای ریاضی مطرح در جهان در تحلیل پدیدههای حاکم بر محیط دریاست. این برنامه کامپیوتری که توسط انستیتو هیدرولیک دانمارک و با همکاری انستیتو کیفیت آب پایهریزی و به مرور زمان تکمیل و توسعه یافته است، دارای قابلیتهای محاسباتی و گرافیکی بالایی در زمینه مدل کردن پدیدههای مربوط به خورها، دریاچهها، نواحی کمعمق ساحلی، خلیجها و دریاها میباشد.
نرم‌افزار MIKE 21 حاصل۲۰ سال تلاش مداوم در پروژه‌های مختلف در سراسر دنیا، به‌کار گرفته شده و بر اساس نتایج و تجربیات حاصله از آنها مورد تجدیدنظر و توسعه و تکمیل قرار گرفته است. این مدل عددی یکی از پرکاربردترین مدلهای عددی برای مدلسازی دوبعدی و سهبعدی جریان، هیدرودینامیک و انتقال رسوب و آلودگی در محیطهای آبی است. این مدل عددی در حال حاضر بیش از ۲۰ ماژول تخصصی را داراست که هر کدام قابلیتهای ویژه و کاربردی خاص را دارند. این مدل عددی هم اکنون در مطالعه ی بیشتر پروژههای مرتبط با مهندسی رودخانه و مهندسی سواحل در سراسر دنیا مورد استفاده قرار میگیرد.
۳-۲-۱- مدولهای نرمافزار مایک ۲۱
مدولهای نرم افزار ۴ بخش زیر را در بر میگیرد :
۱) هیدرولیک محیطی ۴ ، این بخش نیز هرچیزی را از جابجایى و حرکت طبقات اتمسفرى بصورت افقى تحت تأثیر گرما به صورت نرمال و پراکندگی آلایندههای محافظه کارانه تا کیفیت آب شامل واکنشهای شیمیایی را شبیهسازی میکند.
۲) هیدرولیک ساحلی و اقیانوسشناسی۵ ،که شامل مدلسازی هیدرولیک جذر و مد، باد و موجهای بوجود آمده توسط جریانها، امواج طوفانی و امواج سیلاب میباشد.
۳) امواج۶ ،این بخش نیز تلاطم امواج دربندرگاهها، پیشبینیها، پارامترهای طراحی موج، تغییر شکلهای غیرخطی و تکانهای کشتی را شامل میشود، که به عنوان ابزاری برای طراحی بندرگاه، سازههای ساحلی، کانالهای کشتیرانی و آزمایش اثر امتداد موجشکنهای جدید کاربرد دارد.
۴) فرآیند رسوبی درساحل۷ ، شامل پژوهشهای انتقال رسوب جهت کانالهای کشتیرانی، دهانههای بنادر، سواحل،اسکلهها و …. میشود.
برنامه مایک ۲۱ در همه حال و شرایط هیدرودینامیکی، موقعیت جغرافیایی۸ و خصوصیات بستر آب ۹ را بعنوان فاکتورهای کنترلی اصلی جهت تعیین هیدرولیک به کار میبرد[۱۶].
۳-۲-۲- قابلیتهای نرمافزار مایک ۲۱
این مدل با بهرهگیری از مدولهای مختلف، توانایی بررسی پدیدههایی همچون موارد زیر را دارا میباشد:
– تغییرات سطح آب و جریانهای ناشی از پدیده جزر و مد ۱۰
– افزایش ارتفاع سطح آب د

  منبع تحقیق با موضوعرنگی، دی، فنیل
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید